Fraunhofer IPT destaca avance en fabricación híbrida en JEC World 2019

Los Institutos Fraunhofer para Tecnología de Producción (IPT, Aquisgrán, Alemania, 5/D17) enfatizan el trabajo que hicieron con el Instituto Fraunhofer de Tecnología Láser (ILT, Aquisgrán) en el proyecto de investigación UE ComMUnion, en colaboración con 14 socios de la industria, para desarrollar procesos y soluciones industriales para diseño ligero híbrido combinando metal y compuestos de matriz polimérica para aplicaciones automotrices y aeroespaciales.

Fraunhofer IPT dice que el nuevo proceso de fabricación híbrida se basa en una combinación de texturizado láser y colocación de cinta asistida por láser: Para este propósito, los componentes se pre-procesan primero usando el láser para proporcionar una estructura de superficie rugosa especialmente desarrollada y definida. La superficie texturizada permite que los materiales ligeros reforzados con fibra continua termoplásticos, que luego se usarán para rigidez, se unan directamente al componente de acero. La unión es entonces mecánica, eliminando cualquier necesidad de medidas de pretratamiento adicionales o promotores de adhesión adicionales, como adhesivos o agentes de unión.

Los refuerzos, hechos de compuestos termoplásticos reforzados con fibra, que están especialmente adaptados a las cargas esperadas, se unen al componente usando un proceso de colocación de cinta. El láser calienta las cintas termoplásticas localmente en la zona de unión al acero. El material de matriz se funde y fluye hacia las cavidades texturizadas por láser. Después de la solidificación del material fundido, la cinta con las fibras unidireccionales incrustadas se adhiere a la superficie rugosa de la pieza de acero.

La ventaja de combinar estos dos procesos láser, dice Fraunhofer IPT, sale a la luz cuando las propiedades mecánicas del componente necesitan mejorarse localmente sin aumentar significativamente el peso del componente. El proceso, dice Fraunhofer IPT, es particularmente adecuado para producción en masa, ya que no se requieren pasos adicionales de post-procesamiento, como operaciones de curado, para consolidar el material después de la colocación de cinta. Además, el calentamiento preciso y localizado se dice que reduce distorsión y tensiones residuales al unir los dos materiales. El proceso de texturizado láser, que ha sido desarrollado en Fraunhofer ILT, también puede aplicarse de forma reproducible a la superficie metálica en las ubicaciones donde se necesitan las texturas. Además, el láser no está sujeto a desgaste de herramienta.

Para probar la viabilidad del proceso, los socios de investigación han terminado un primer componente demostrativo hecho de acero de alta resistencia y cinta termoplástica reforzada con fibra unidireccional: Los dos investigadores de Fraunhofer, Kira van der Straeten del Fraunhofer ILT y Tido Peters del Fraunhofer IPT, fabricaron un panel de balanceo híbrido ligero, un componente de carrocería para la industria automotriz, para probar y demostrar la funcionalidad de la combinación de procesos como parte del proyecto ComMUnion. Este componente estará en exhibición en el stand de Fraunhofer.

El proyecto ComMUnion está financiado por el Programa de Investigación e Innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea bajo Acuerdo de Subvención No. 680567.

Socios europeos del proyecto de investigación ComMUnion:

• Aimen Technology Centre, España (coordinador)
• Autotech Engineering, AIE, parte del Grupo Gestamp, España
• AFPT GmbH, Alemania
• New Infrared Technologies SL, España
• Tecnatom SA, España
• Motofil Robotics SA, Portugal
• Philips Photonics GmbH, Alemania
• Laboratorio de Sistemas de Fabricación y Automatización (LMS) – Universidad de Patras, Grecia
• Universidade de Coimbra, Portugal
• Missler Software, Francia
• Aciturri Engineering SL, España
• CASP SA, Grecia
• Lunovu GmbH, Alemania
• ESI Group, Francia